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魏书军研究员团队联合解析美国白蛾入侵适应性机制

发布时间:2023年06月13日 14:14  浏览次数:334

2023年6月6日,我院植物保护研究所在分子生态学领域著名期刊Molecular Ecology在线发表了题为"Testing for adaptive changes linked to range expansion following a single introduction of the fall webworm"的研究论文。该研究利用全基因组重测序,解析了重大入侵害虫美国白蛾的入侵适应机制。

美国白蛾原产于北美洲,目前已经入侵了全球30多个国家,对我国农林业造成了较大损失。该虫的强大适应能力在其入侵中发挥了重要作用。该研究对入侵我国的美国白蛾种群进行了广泛的采样,结合基因分型和美国白蛾的入侵历史记录,重建了我国入侵种群的遗传结构,发现美国白蛾在中国主要分为东部和西部两个主要群体,所有种群都表现出一致的种群历史大小,为美国白蛾的单次入侵提供了证据。通过将基因组变异与环境因素关联,发现两个群体表现出不同的变异特征——其中西部群体对温度的关联更强,而东部群体对湿度的关联更强。通过进一步的基因组扫描和基因功能分析,在西部种群中发现角质层蛋白相关基因可能与干旱适应性有关,在东部种群中发现脂肪酶生物合成基因可能与温度适应有关。这种遗传变异模式与当地的气候条件一致性,表明美国白蛾即使经历了单次入侵的种群瓶颈效应,也保留了强大的适应潜力来应对入侵地的选择压力。因此,该研究揭示了美国白蛾入侵种群的环境适应机制,为入侵物种的适应性研究和种群防控提供了重要科学依据。

该项工作得到了国家重点研发计划(2021YFD1400300)和中澳害虫防控研究联合实验室(Z201100008320013)等项目的资助,硕士研究生代槿旭(北京林业大学)和副研究员曹利军为论文共同第一作者,陈金翠、杨方园、沈修婧、马丽君及澳大利亚墨尔本大学Ary Hoffmann教授参与了研究工作,魏书军研究员和陈敏副教授(北京林业大学)为论文共同通讯作者。

图1:美国白蛾在我国的分布范围(a)、遗传结构(b)及种群遗传变异与环境因子的关联分析结果(c)

论文网页:https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1111/mec.17038

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